Aspen在化工过程中的应用

Aspen 工程软件(Aspen Engineering Suite ,简称AES) 作为世界级标准工业流程模拟软件,已广泛应用于石油、化工、聚合物、精细化工、医药、工程建设和电力等行业。

全球化工50 强、石油25 强、制药20 强、精细化工15 强、工程与建设20 强企业中绝大部分为其用户。

在国内,中国石化和Aspen Tech开展流程模拟技术合作,由中国石化总部统一引进有关软件,并在主要的设计研究单位和生产企业推广应用,以提高石化生产过程设计、研究和管理水平。

20 世纪70 年代,艾文斯(Larry Evans) 博士在美国麻省理工学院期间主持美国能源部资助的“Advanced Systems for Process Engineering (简称Aspen) ”项目。

AES 是该项目成功完成后成立的Aspen Tech 公司为商品化该项目而取得的先进的流程模拟技术。

经过30 多年的不断完善与发展,Aspen Tech 如今所提供的关于工程方面的系列软件AES 涵盖物理性质和化学性质、概念设计、流程模拟及优化、设备设计与校核以及生产操作优化等方面。

1 基础设计方面的应用
在聚酯工艺中,利用Aspen Plus 物性库提供的乙醛、水、乙二醇等物质的相互作用参数等热力学参数,进行了溶液的气液平衡,如泡露点、气相分压等方面的计算,进而进行分离塔的模拟计算、分离罐的气液平衡等的模拟计算。

此外,在确定液封槽、工艺塔顶、液环泵分离罐的尾气排放中的可燃物质组成,以进行合理的防爆区域划分方面也进行了有益的探索。

2 在工程化设计过程中的应用
利用Aspen Plus 提供的单元设备的严格模型,可以对一些设备进行工艺设计和工程设计。

如PTA 和PIA 工艺中的氧化反应器塔顶换热系统多组分相变过程,换热器是整个工艺流程中极为关键的设备,不仅设备复杂庞大,而且副产蒸汽的品级与产量对工艺空气压缩系统的蒸汽透平设备有着至关重要的影响。

通过对流程模拟参数的不断调整,实现了对各级副产汽的优化控制,同时利用B-JAC 模块对各个换热器进行了严格计算,计算出的换热器设备参数与已知工程数据吻合良好,并已实际应用于设计项目中。

B-JAC 模块对换热器的严格计算广泛应用于包括聚酯、PTA、PIA、聚乳酸等的工程设计中。

2. 5 在流程模拟方面的应用
Aspen Plus 软件包含的单元设备模型库、5 000种化合物的物性数据库以及提供的不同类型的热力学模型和计算收敛方法,使其在快速模拟各种流程方案、迅速确定物料及能量衡算、自动形成PFD 图方面有特别的优势。